[电路/定理] 电源防反接电路设计

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 楼主| zhang062061 发表于 2021-2-3 20:56 | 显示全部楼层 |阅读模式
在直流电源系统中,电源的输入端,为了防止电源正负极接反,通常会在输入端对电源进行防反接保护。防反接保护的方法有很多种,今天就来介绍一下。
二极管防反接
利用二极管的单向导通特点实现防反接,这种方式是最简单的防反接方法,成本也低,但是缺点也很明显。首先,二极管的压降较大,硅管0.7V左右,锗管0.2-0.3V左右。这在一些电源电压较小的应用中就不合适,比如锂电池供电,3.3V的系统中,二极管上会损失至少0.2V的压降。另外,不适合大电流的应用。假如系统电流2A,二极管压降0.7V,则二极管上的功耗为1.4W,发热量大,效率低。
整流桥防反接

这种方式也是利用二极管的单向导通特点,只不过使用了四个二极管。这种方式的优点是,无论正接反接电路都会正常工作。缺点与二极管防反接一样,而且压降是两个二极管的压降,缺点更明显。
NMOS管防反接

图中Q1为NMOS管,当电源正接时,MOS管的体二极管导通,源极S的电压为0.7V左右,栅极G的电压VBAT,则Vgs =(VBAT-0.6)*R5/(R5+R3),当选取合适的R3和R5值,使Vgs达到MOS管的开启电压,则MOS管DG极导通,体二极管被短路,系统通过MOS管形成回路。MOS管的导通电阻一般很小,毫欧级别,即使系统电流较大也不会产生很大的压降和功耗。当电源反接时,寄生二极管反接,MOS的导通电压为0,NMOS截止,从而对系统形成保护。图中D5为稳压管,防止Vgs电压过大导致MOS被击穿,C1电容的作用是使电路有个软启动的过程,电流通过R3对C1充电,使G极电压逐步建立。
PMOS管防反接

PMOS管防反接与NMOS管原理一样,只不过NMOS是接在电源负极,PMOS是接在电源正极。电路如下,不再具体分析。



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火星国务卿 发表于 2021-3-18 12:29 | 显示全部楼层


大佬能详细讲讲这个稳压管是干嘛用的吗


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123654789 发表于 2021-3-19 10:08 来自手机 | 显示全部楼层
钳位的作用
 楼主| zhang062061 发表于 2021-3-20 10:06 | 显示全部楼层
火星国务卿 发表于 2021-3-18 12:29
大佬能详细讲讲这个稳压管是干嘛用的吗

防止电压过大,MOS管GS极击穿
LZH1992 发表于 2021-3-20 11:59 | 显示全部楼层
学习了
r761261174 发表于 2021-3-31 18:02 | 显示全部楼层
PMOS接反了吧
wanwenhao1 发表于 2021-4-1 11:03 | 显示全部楼层

原图没有接反。

如果将原图的P-MOS管反接,则电源接反时,反向电流将通过MOS管内部的寄生二极管导通,失去防反接的效果。如图:

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评论

[url=home.php?mod=space&uid=775815]@lf626384[/url] :如果将MOS管反接,则电源反接时,MOS管内部的寄生二极管将导通(导通路径就是第二张图)),与外部的任何元件都无关。  发表于 2021-4-16 16:58
d8阻断了,通不了  发表于 2021-4-16 09:47
kiwikiwi 发表于 2021-4-12 07:20 | 显示全部楼层
模拟电路讲义
liu180400 发表于 2021-4-14 14:44 | 显示全部楼层
请问这个Vgs =(VBAT-0.6)*R5/(R5+R3)中的0.6是什么意思?
 楼主| zhang062061 发表于 2021-4-14 20:08 | 显示全部楼层
liu180400 发表于 2021-4-14 14:44
请问这个Vgs =(VBAT-0.6)*R5/(R5+R3)中的0.6是什么意思?

0.6是MOS管的体二极管导通电压,大约0.6、0.7V
xmar 发表于 2021-4-15 10:25 | 显示全部楼层
对于输入电压比较高的电源防反接是比较简单的:在电源输入端串联一个二极管就可以了。
如果输入电压比较低,这种串联二极管方式就不合适,因为串联二极管会减少输入电压0.7V;因此,这种情况可以用MOS管防反接。因为输入电压较低完全用不着对MOS管进行过压保护。见下图:



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kongbudaoshi111 发表于 2021-4-23 15:22 | 显示全部楼层
刚上电时电流很大,会不会把mos管的体二极管烧了?
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